JP6421313B2 - マイクロホン装置 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロホン装置に関するものである。

１つのマイクロホンケースに複数のマイクロホンが搭載されている、複合マイクロホン装置が知られている。複合マイクロホン装置は、１つのマイクロホンケースに２つのマイクロホンが内蔵されているものが多い。複合マイクロホン装置のうち、１つのマイクロホンケースに２つのマイクロホンが内蔵されているものは、ダブルマイクロホンとも呼ばれる。

複合マイクロホン装置は、複数のマイクロホンのいずれからも音声信号を出力することができる。そのため、複合マイクロホン装置は、複数のマイクロホンのうち１つが故障などにより使用不可能な場合でも、他のマイクロホンからの出力信号に切り替えて使用することができる。

演台等で用いられる複合マイクロホン装置では、単一指向性のエレクトレットコンデンサマイクロホンが多く用いられている。エレクトレットコンデンサマイクロホンは、複数のマイクロホンが近接して設けられている場合であっても、ハウリング等を防止できる。また、エレクトレットコンデンサマイクロホンは、成極電圧を生成するための電源が不要である。

複数のマイクロホンを幅方向に並べる構造の複合マイクロホン装置では、複数のマイクロホンの音質に差が生じにくいものの、搭載されるマイクロホンの数に応じてケースの外形が大きくなってしまう。

複数の単一指向性マイクロホンを複合マイクロホン装置の指向軸上に一列に並べる構造の複合マイクロホン装置では、ケースの外形を小さくすることができる。

ところで、単一指向性コンデンサマイクロホンは、空調機等の風による雑音（風雑音）や、話者の破裂音等の気流によるポップノイズなど、気流に起因する雑音が発生しやすい。

単一指向性マイクロホンを指向軸上の長さ方向に一列に搭載する複合マイクロホン装置において、前方（話者寄り）に搭載されるマイクロホンは、話者の音声を拾いやすいためメインのマイクロホンとして用いられている。しかし、前方に搭載されるマイクロホンは、上述の気流に起因する雑音も拾いやすい。

このため、従来の複合マイクロホン装置では、前方のマイクロホンが雑音を拾ってしまうと、雑音の少ない音声信号を出力することができないという問題がある。

なお、２つの無指向性マイクロホンのうち一方のマイクロホンの出力信号を出力信号とするか、または一方のマイクロホンの出力信号に他方のマイクロホンの逆相信号を加算した信号を出力信号とするかを切り替える技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された技術では、周囲騒音が低いときに一方のマイクロホンの出力信号に他方のマイクロホンの逆相信号を加算して指向性の強い信号を出力する。また、特許文献１に開示された技術では、周囲騒音が高いときには一方のマイクロホンの出力信号のみを出力する。

特許文献１に開示された技術では、一方のマイクロホンの付近で高い雑音が発生した場合には、その雑音を拾いやすい。このため、特許文献１に開示された技術であっても、雑音の少ない音声信号を出力することができないという問題がある。

特開平９−１４９４９０号公報

本発明は、雑音が生じている環境下であっても雑音の少ない音声信号を出力することができるマイクロホン装置を提供することを目的とする。

本発明は、単一指向性の第１マイクロホンと、前記第１マイクロホンと軸方向に前後に配置されている単一指向性の第２マイクロホンと、前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンを、これらマイクロホンの指向軸をともに一端方向に向け、かつ前記第１マイクロホンを先端側にして内部に収納するケースと、前記第１マイクロホンの出力信号に含まれる雑音を検出する雑音検出部と、前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンの出力を制御する制御部と、を有し、前記第１マイクロホンの指向性が前記第２マイクロホンの指向性よりも強く、前記制御部は、前記雑音検出部の検出結果に基づいて、前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンの出力を、前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンのいずれか一方のみから出力させるか、または前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンからの信号を混合して出力させる、ことを特徴とする。

本発明によれば、雑音が生じている環境下であっても雑音の少ない音声信号を出力することができる。

本発明に係るマイクロホン装置の実施の形態を示す部分断面図である。 図１のマイクロホン装置のマイクロホンケースの拡大断面図である。 図１のマイクロホン装置の第１マイクロホンの指向特性を示すグラフである。 図１のマイクロホン装置の第２マイクロホンの指向特性を示すグラフである。 図１のマイクロホン装置の第１マイクロホンの指向周波数特性を示すグラフである。 図１のマイクロホン装置の第２マイクロホンの指向周波数特性を示すグラフである。 図１のマイクロホン装置の回路図である。 本発明に係るマイクロホン装置の別の実施の形態を示す回路図である。

●マイクロホン装置（１）●
以下、本発明に係るマイクロホン装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係るマイクロホン装置の実施の形態を示す部分断面図である。図１は、本実施の形態に係るマイクロホン装置として、グースネック型のダブルマイクロホンを例に示している。同図に示すように、マイクロホン装置１は、第１マイクロホン１０や第２マイクロホン２０などを収容するマイクロホンケース２を有する。

また、マイクロホン装置１は、マイクロホンケース２を支持する支持パイプ３と、支持パイプ３を支持するフレキシブルパイプ４と、不図示の出力コネクタなどを有しフレキシブルパイプ４を支持する基部筐体５とを有する。

図２は、マイクロホン装置１のマイクロホンケース２部分の拡大断面図である。同図に示すように、マイクロホンケース２は、両端に開口部を備え、内部に第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０を収納可能な内径と長さを有する円筒形である。

マイクロホンケース２は、第１マイクロホン１０の集音部１１と第２マイクロホン２０の集音部２１に対応する周壁部分に、外部からの音声を集音するための開口６と開口７を有する。

マイクロホンケース２の支持パイプ３側の開口端には、この開口端を塞ぐようにテールピース８が取り付けられている。また、マイクロホンケース２のテールピース８が取り付けられている側とは反対側（先端側）の開口端には、この開口端を覆うキャップ９が取り付けられている。キャップ９には、マイクロホン装置１の先端側からの音声を集音するための開口が設けられている。

第１マイクロホン１０は、上述のように開口６の付近に集音部１１が位置するように、マイクロホンケース２内の先端寄りに収容されている。また、第２マイクロホン２０は、上述のように開口７の付近に集音部２１が位置するように、マイクロホンケース２内のテールピース８寄りに収容されている。第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０は、マイクロホンケース２の軸方向に前後に配置されている。

第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０は、単一指向性のエレクトレットコンデンサマイクロホンである。第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０は、指向軸が実質的に同一方向であればよく、例えば指向軸が同軸にあってもよい。本実施の形態においては、ともにマイクロホンケース２のキャップ９方向が指向軸である。つまり、マイクロホン装置１は、マイクロホンケース２のキャップ９方向（先端方向）が指向軸となる。

なお、本発明に係るマイクロホン装置において、指向軸が実質的に同一方向のマイクロホンが３つ以上であってもよい。

マイクロホン装置１では、第１マイクロホン１０がマイクロホンケース２の先端寄りに配置されていて、マイクロホンケース２の先端側に開口を有するキャップ９が設けられている。

図３は、マイクロホン装置１の第１マイクロホン１０の指向特性を示すグラフである。また、図４は、マイクロホン装置１の第２マイクロホン２０の指向特性を示すグラフである。図３と図４によれば、マイクロホンケース２の先端寄りに設けられている第１マイクロホン１０の方がマイクロホン装置１の先端方向への指向性が強いことがわかる。

つまり、マイクロホン装置１では、第２マイクロホン２０よりも第１マイクロホン１０の方が、先端方向に位置する話者の音声を取得しやすい。

図５は、マイクロホン装置１の第１マイクロホン１０の指向周波数特性を示すグラフである。また、図６は、マイクロホン装置１の第２マイクロホン２０の指向周波数特性を示すグラフである。図５と図６によれば、第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０は、ともに太い実線で示す０度の出力レベルにはほとんど変わりがないのに対し、９０度、１８０度、１２０度の出力レベルの落ち込んでいるのがわかる。

第１マイクロホン１０には、第１マイクロホン１０の電気回路を構成する回路基板１２が収容されている。また、第２マイクロホン２０には、第２マイクロホン２０の電気回路を構成する回路基板２２が収容されている。

図７は、図１のマイクロホン装置１の回路図である。同図に示すように、マイクロホン装置１には、第１マイクロホン１０が取得した音声信号から所定の音域の音声信号（低域音声信号）のみを通過させる低域通過フィルタ（ローパスフィルタ）３０が設けられている。

低域通過フィルタ３０は、第１マイクロホンの出力信号に含まれる雑音に相当する音声成分を検出する、雑音検出部として機能する。ここで、第１マイクロホン１０は、上述のように話者に近い位置にあるため、風雑音やポップノイズなど、気流による雑音成分を拾いやすく、雑音検出センサとして機能する。

マイクロホン装置１には、低域通過フィルタ３０による検出結果、つまり検出した低域音声信号に基づいて、スイッチＳＷ１を切り替えるスイッチドライバ４０が設けられている。

スイッチドライバ４０は、低域通過フィルタ３０を通過した低域音声信号レベルとあらかじめ定められたカットオフ信号レベルとを比較する。ここで、あらかじめ定められたカットオフ信号レベルは、第１マイクロホン１０から取得した風雑音やポップノイズなど、気流による雑音成分（例えば１００Ｈｚ程度の周波数）限界レベル（閾値）であり、スイッチドライバ４０の不図示の記憶部に保存されている。

スイッチドライバ４０は、カットオフ信号レベルと低域音声信号レベルとの比較の結果、音声信号を出力させるマイクロホンを第１マイクロホン１０または第２マイクロホン２０のいずれにするのかを判断する。

また、マイクロホン装置１には、カットオフ信号レベルと低域音声信号レベルとの比較結果に基づいて、第１マイクロホン１０からの出力と第２マイクロホン２０からの出力とを切り替えるスイッチＳＷ１が設けられている。

スイッチＳＷ１は、制御部に相当し、第１マイクロホン１０からの出力信号と第２マイクロホン２０からの出力信号を切り替えて、いずれか一方のマイクロホンからの信号のみを出力させる。

スイッチＳＷ１には、例えば電子的にスイッチ動作を行うことができるデジタルスイッチを用いることで、スイッチドライバ４０による第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０の出力の切り替えることができる。

さらに、マイクロホン装置１には、ユーザが第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０の出力を切り替えるためのスイッチＳＷ２が設けられている。スイッチＳＷ２は、第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０のいずれか１つが故障により使用不可能なときに、正常に動作する片方のマイクロホンを選択する、といった場合などに用いられる。

マイクロホン装置１では、低域通過フィルタ３０が検出した低域音声信号に基づいて騒音を検出した結果に基づいて、スイッチＳＷ１により第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０との出力を切り替えられる。

そのため、マイクロホン装置１によれば、騒音が小さい場合には、話者の口元から近い第１マイクロホン１０の音声信号から良好な音質の音声を出力することができる。また、マイクロホン装置１によれば、騒音が大きいときには話者の口元から遠い第２マイクロホン２０のからの音声信号を用いて雑音の少ない音声を出力することができる。

特に、本実施の形態に係るマイクロホン装置によれば、風雑音やポップノイズなどの気流に起因する騒音などが発生した場合であっても、雑音の少ない音声を出力することができる。

●マイクロホン装置（２）●
次に、本発明に係るマイクロホン装置の別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点のみ説明する。

図８は、本発明に係るマイクロホン装置の別の実施の形態を示す回路図である。同図に示すように、本実施の形態に係るマイクロホン装置１００は、ボリュームドライバ５０により制御されるデジタルボリューム（半導体を含む電子ボリューム）ＶＲを備えている。デジタルボリュームＶＲは、先に説明したマイクロホン装置１のスイッチＳＷ２に代わるもので、この点が先に説明したマイクロホン装置１と相違する。

デジタルボリュームＶＲは、第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０との出力の比率を、第１マイクロホン１０のみの出力から第２マイクロホン２０のみの出力までの間で、段階的または無段階に変更することができる。すなわち、デジタルボリュームＶＲは、第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０の出力を、第１マイクロホン１０のみを出力させる、第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０の出力を混合して出力させる、または第２マイクロホン２０のみ出力させる、という機能を備える。

デジタルボリュームＶＲは、上述のようにボリュームドライバ５０によって制御される。マイクロホン装置１００の出力信号は、デジタルボリュームＶＲの可変出力端子に相当する端子から出力される。

ボリュームドライバ５０は、先に説明したスイッチドライバ４０に代わるもので、低域通過フィルタ３０から出力される低域音声信号レベルに応じてデジタルボリュームＶＲを制御する。

したがって、マイクロホン装置１００は、第１マイクロホン１０からの低域音声信号レベルに基づいて、第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０の出力の比率を制御することができる。

マイクロホン装置１００は、先に説明したマイクロホン装置１とは異なり、第１マイクロホン１０の出力と第２マイクロホン２０の出力とを混合してマイクロホン装置１００の音声信号を出力することができる。

●実施の形態の効果●
以上説明したように、本実施の形態に係るマイクロホン装置によれば、以下の効果を得ることができる。

本実施の形態に係るマイクロホン装置では、第１マイクロホンの音声信号から雑音を検出して第１マイクロホンと第２マイクロホンとの出力を制御する。このため、本実施の形態に係るマイクロホン装置によれば、雑音が生じている環境下であっても雑音の少ない音声信号を出力することができる。

また、本実施の形態に係るマイクロホン装置によれば、風雑音やポップノイズなどの気流に起因する騒音などが発生した場合であっても、雑音の少ない音声を出力することができる。

また、本実施の形態に係るマイクロホン装置によれば、雑音の有無や大きさに応じて、第１マイクロホン１０と第２マイクロホン２０との出力の比率（音声信号の混合比）を雑音が少ない状態に調整することができる。

１ マイクロホン装置
２ マイクロホンケース
３ 支持パイプ
４ フレキシブルパイプ
５ 基部筐体
６ 開口
７ 開口
８ テールピース
９ キャップ
１０ 第１マイクロホン
１１ 集音部
１２ 回路基板
２０ 第２マイクロホン
２１ 集音部
２２ 回路基板
３０ 低域通過フィルタ
４０ スイッチドライバ
５０ ボリュームドライバ
１００ マイクロホン装置
ＳＷ１ スイッチ
ＳＷ２ スイッチ
ＶＲ デジタルボリューム

Claims (5)

1. 単一指向性の第１マイクロホンと、
   前記第１マイクロホンと軸方向に前後に配置されている単一指向性の第２マイクロホンと、
   前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンを、これらマイクロホンの指向軸をともに一端方向に向け、かつ前記第１マイクロホンを先端側にして内部に収納するケースと、
   前記第１マイクロホンの出力信号に含まれる雑音を検出する雑音検出部と、
   前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンの出力を制御する制御部と、を有し、
   前記第１マイクロホンの指向性が前記第２マイクロホンの指向性よりも強く、
   前記制御部は、前記雑音検出部の検出結果に基づいて、前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンの出力を、前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンのいずれか一方のみから出力させるか、または前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンからの信号を混合して出力させる、
   マイクロホン装置。
2. 前記制御部は、前記雑音検出部の検出結果に基づいて、雑音が少ないときは前記第１マイクロホンから出力させ、雑音が大きいときは前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンの出力の混合比率を制御して出力する、
   請求項１記載のマイクロホン装置。
3. 前記雑音検出部は、前記第１マイクロホンの出力信号に含まれる気流による雑音を検出する、
   請求項１または２記載のマイクロホン装置。
4. 前記雑音検出部は、ローパスフィルタを含む、
   請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロホン装置。
5. 前記ケースは、前記第１マイクロホンと前記第２マイクロホンに音声を取り入れる開口部を備える、
   請求項１乃至４のいずれかに記載のマイクロホン装置。